精度为王的高端手机镜头行业

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徐余颛,中科院凝聚态物理博士,红证方旭(北京)资本管理有限公司高级投资经理。



上一期中我们介绍了双摄像头技术将成为手机摄像头发展的一大方向。受益于手机的不断更新换代和手机摄像需求的不断提高,手机摄像头市场将成为一个不断增长的千亿元市场。而对于手机摄像头来说,其主要配件包括镜头组、对焦马达、红外线滤光片、影像传感器等。而根据这些配件的产业链市场份额来看,光学镜头、影像传感器和模组封装占据了整个手机摄像头市场90%的份额,成为了这一市场的“三巨头”。

图1、手机摄像头的结构(来源:电脑报)

图2、2012年手机摄像头的产业链市场份额(来源:TrendForce)

其中模组封装是一种集成加工业务,其技术含量相对较低,因而市场竞争比较激烈,且话语权归于下游手机组装厂商,市场份额比较分散。考虑到这一业务的技术特征,在这一行中诞生出一个独一无二的行业巨头难度较高,即便是其中的数一数二的行业巨头舜宇光学和欧菲光,其市场渗透率也仅8.4%和6.7%。未来在有企业想从这一行业脱颖而出已经十分苦难,这里就不做过多的介绍了。

图3、:2015年手机摄像头模组市场份额(来源:Techno SystemsResearch Co., Ltd.)

相比之下,光学镜头和影像传感器由于技术门槛高而成为了手机镜头行业的两大核心。那么这一期中就让我们首先介绍一下光学镜头行业,尤其是手机镜头行业的现状与未来。

光学镜头一般称为摄像镜头或摄影镜头,简称镜头,其功能就是光学成像。光学镜头是机器视觉系统中的必备组件,就像相机的眼睛一样,直接影响到成像质量的好坏,影响算法的实现和效果。对于摄影的初学者来说,评价一个手机摄像头好坏的最重要指标是其像素大小,而这一参数的大小正与镜头密切相关。可见镜头的好坏在很大程度上决定了相机摄像效果的好坏。

对于整个光学镜头市场来说,手机镜头仅仅是其中的一部分而已,整体的市场空间也大得多。就目前来看手机摄像头、相机(摄像机)摄像头、安防摄像头、车载摄像头四大市场已经使得整个光学镜头市场达到了数千亿元。而在未来,手机双摄像头技术将使手机摄像头市场翻倍,车载摄像头也将随着无人驾驶技术的发展发展至数倍于当下,更是还有着随AR/VR技术发展和无人机流行所创造的新需求,这一市场的空间未来恐怕能达到万亿元以上。

正是因为这一个小小的镜头里隐藏着如此巨大的增量市场,才在国内孕育了近十家从事光学镜头业务的上市公司。但是纵观这数十家上市公司,真正在手机镜头上有所建树的却只剩下了舜宇光学和联创电子。并非是这一市场无人问津,高端产品高达70%的毛利率吸引了摄像头模组巨头欧菲光,汽车巨头比亚迪,声学巨头歌尔声学等都加入了手机镜头开发的行列中,然而数年已经过去,这些巨头却仍旧未能推出一款值得称道的手机镜头,比如歌尔声学甚至在今年注销了其旗下从事光电业务的子公司歌崧光学。究其原因,关键还在于手机镜头的加工技术门槛远高于相机镜头。手机镜头之所以加工难度高,关键在于其尺寸远小于相机镜头,厚度要求也要求很薄,而且是一组微小透镜的集成组合,因为镜片小,光轴要精准定位,不同镜片之间的同轴度要非常精准,而这个精准度大概在1微米左右。1微米是什么概念呢,一般情况下,一根头发丝大概是60—120微米。5个微型镜片甚至6个微型镜片叠放在一起,这时要求它们做到如此高的精准度,当然是一件非常困难的事情。另一方面,手机镜头的镜片直径一般在1毫米左右,而普通相机镜头的镜片直径可能是10—20毫米。因为相机镜头镜片相对较大,它的偏心度大一点对成像并没有太大影响。比如相机镜头的镜片之间可能偏心10—20微米,但这一数值占相机镜片的比例较小,因此并不会影响太大。但对手机镜片而言,一微米占手机镜片的比例就非常大了。这样的公差就导致了其加工难度远远高于普通相机镜头,这也就是为什么在相机镜头市场中国内诸多企业均可有一席之地,而在手机镜头市场中就只有舜宇光学和联创电子的原因。

图4、典型手机摄像头的光学镜头组分解(来源:魅族官网)

手机镜头行业不仅技术门槛已经很高,而且为获得更好的拍照体验,其还保持着持续的更新换代。从最初的200-300万像素,发展到现在主流的800万像素左右,马上更是向着1300万像素乃至手机单镜头像素极限的2000万像素左右发展。可见高端市场才是手机镜头市场的核心。而考察这样的手机镜头行业,最重要的就是考察其团队的持续创新能力。台湾的大立光就是这手机镜头行业中最杰出的代表,其不仅掌握了超精密模具技术和镜片注塑工艺,还要注重这两项技术之间的配合,独立开发了一整套加工设备,从而在手机镜头行业中同时将精度和良品率做到了最好,更重要的是其技术储备丰富,早在市场主流800万象素的时候,就已经储备了1300万象素的成熟产品,而当市场逐渐转向1300万象素之时,更是已经做好了2000万左右像素的技术储备。正是因此,大立光一直保持了超过30%的市场份额,成为了苹果手机无法替代的强势供应商,更是在台湾股市中成为了独一无二的股王。

图5、全球市场2015年光学镜头份额(来源:TSR)

大立光的镜片同轴度做得好主要是依靠塑料件的精度,而塑料件的精度又是由模具和注塑工艺同时决定的。因此不仅需要掌握超精密模具技术和镜片注塑工艺,还要注重这两项技术之间的配合。但纵观国内的光学企业,他们在这些方面始终稍逊一筹,使得产品良品率始终受限,高端产品的产能无法与大立光相提并论,只有收购了韩国力量光学有限公司的舜宇光学能有一席之地。考虑到我国手机制造行业如此之火热,其主要零配件的本地化生产必然会是一个重要的趋势。那么在制造升级的产业政策引导下,如此巨大的市场中,再走出一两家行业巨头恐怕很快就能为我们所见到。